Visão geral do efeito MR em heteroestruturas FGT / grafite / FGT. (A) Imagens ópticas e AFM de uma heteroestrutura FGT / grafite / FGT. O número do dispositivo é FPC3. Barras de escala, 5 μm. As regiões rodeadas pela linha azul, linha Vermelha, e a linha amarela representa a camada FGT superior, camada de grafite, e a camada FGT inferior, respectivamente. (B) Diagrama esquemático para o comportamento de transporte de um efeito GMR típico. (C) Medições de Rxx e Rxy dependentes de campo de uma heteroestrutura FGT / grafite / FGT (amostra FPC3) a 50 K. Um loop rodeado por uma linha tracejada azul escura é mostrado na curva Rxx (B). (D) Valores ΔRxx / Rxx para amostras com várias espessuras de camada de grafite. Todos os dados são calculados para medições a 50 K. As barras de erro vêm do ruído da medição. Crédito: Avanços da Ciência (2019). DOI:10.1126 / sciadv.aaw0409
Uma colaboração teórico-experimental entre dois nós FLEET descobriu novas propriedades magnéticas dentro de estruturas 2-D, com potencial estimulante para pesquisadores no campo emergente da spintrônica.
Dispositivos spintrônicos usam uma propriedade quântica conhecida como spin, além da carga eletrônica da eletrônica convencional. Spintrônica, portanto, promete dispositivos eletrônicos de ultra-alta velocidade e baixa energia com funcionalidade significativamente aprimorada.
O estudo RMIT-UNSW descobriu propriedades magnéticas nunca antes vistas em dispositivos conhecidos como heteroestruturas vdW compreendendo várias camadas de romance, Materiais 2-D. Os resultados mais recentes mostram que a spintrônica vdW pode fornecer dispositivos com mais funcionalidade, em comparação com as abordagens spintrônicas tradicionais. Pesquisas futuras podem gerar dispositivos com aplicações industriais significativas.
Os materiais ferromagnéticos van der Waals (vdW) bidimensionais (2-D) surgiram recentemente como blocos de construção eficazes para uma nova geração de dispositivos spintrônicos. Quando em camadas com materiais vdW não magnéticos, como grafeno e / ou isoladores topológicos, As heteroestruturas vdW podem ser montadas para fornecer estruturas e funcionalidades de dispositivo de outra forma inatingíveis.
Os cientistas estudaram 2-D Fe 3 GeTe 2 (FGT), um metal encontrado para exibir propriedades ferromagnéticas promissoras para dispositivos spintrônicos em um estudo FLEET anterior. "Descobrimos um modo nunca antes visto de resistência magnética gigante (GMR) no material, diz FLEET Ph.D. e estudo co-autor Sultan Albarakati.
Ao contrário do convencional, anteriormente conhecidos dois estados GMR (ou seja, alta resistência e baixa resistência) que ocorrem em heteroestruturas de filme fino, os pesquisadores também mediram o GMR antissimétrico com um adicional, estado de resistência intermediária distinto.
"Isso revela que as heteroestruturas ferromagnéticas vdW exibem propriedades substancialmente diferentes de estruturas semelhantes, "diz Sultan. Este resultado surpreendente é contrário às crenças anteriores sobre GMR. É sugestivo de diferentes mecanismos físicos subjacentes em heteroestruturas vdW com potencial para melhorar o armazenamento de informações magnéticas.
Cálculos teóricos indicam que os três níveis de resistência são o resultado da corrente polarizada do spin induzida pelo bloqueio do momento de rotação na interface grafite / FGT. "Este trabalho tem um interesse significativo para pesquisadores em materiais 2-D, spintrônica, e magnetismo, "diz o co-autor FLEET Ph.D. Cheng Tan." Isso significa que os dispositivos de magnetorresistência de tunelamento tradicionais, Dispositivos de torque spin-órbita e transistores de spin podem recompensar re-investigados usando heteroestruturas vdW semelhantes para revelar características igualmente surpreendentes. "
O estudo, "Magnetoresistência anti-simétrica gigante em van der Waals Fe 3 GeTe 2 / grafite / Fe 3 GeTe 2 heteroestruturas de três camadas, "foi publicado em Avanços da Ciência este mês.
As medições detalhadas do transporte de elétrons do experimento foram realizadas por uma colaboração de pesquisadores liderados pelo Prof Lan Wang da FLEET CI (RMIT) e pelo Diretor Adjunto da FLEET, Prof Alex Hamilton (UNSW), usando heteroestruturas e dispositivos fabricados pela equipe do Prof Wang na RMIT.
